Экосистемный подход к утилизации помета

Экосистемный подход к утилизации помета

В журнале «Птицеводство» в разделе «Агроновости» появляются краткие сообщения: «в Пензенской области выросло производство мяса и яиц»; «возрожден Ливенский птицесовхоз под новым названием «Птичий дворик»; «90 тыс. цыплят-бройлеров из Европы, кормление которых планируют по европейским рационам»; «на предприятии ОАО «Корм» состоялось открытие нового цеха, который позволит увеличить поголовье с 9 до 32 тыс., благодаря реконструкции и модернизации производства, усовершенствованию системы кормопроизводства». Эти сообщения свидетельствуют о развитии птицеводства в России. Однако ни в одном из многочисленных сообщений на тему модернизации нет сведений об экономически выгодной и экологически безопасной технологии утилизации птичьего помета.

Птицеводческие предприятия являются загрязнителями окружающей среды от несовершенства применяемых технологий, не соответствующих экологическим требованиям.

Известно, что в среднем около 50–150 г помета в сутки производит одна несушка. Расчеты показывают, что производство каждой 8000 яиц или 100 кг птичьего мяса сопровождается транспортированием в хранилище соответственно 277 кг и 460 кг помета. В птицеводстве масса производимого помета на порядок превышает массу мясной продукции. Поэтому без технологического реформирования птицеводства, без вовлечения органического вещества помета в круговорот в агроценозе достичь высокопродуктивного птицеводства невозможно. Неприемлемость технологий переработки помета, приводящих к уничтожению органического вещества свежего помета, можно представить с позиции науки экологии: «органическое вещество помета птиц должно участвовать в воспроизводстве почвенного плодородия». Предупреждающе звучит «если же органическое вещество помета птиц в результате переработки выводится из круговорота в сельском хозяйстве, то наносится невосполнимый экологический ущерб агроэкосистеме и ущерб государству».

Действительно, современное промышленное животноводство без экономически выгодной и экологически безопасной утилизации отходов производства оказывает негативное влияние на окружающую среду, на здоровье животных и человека.

Ученые Всероссийского НИИ экономики, труда и управления в сельском хозяйстве способами снижения негативного влияния на окружающую среду считают внесение в организацию хозяйственной деятельности экологических норм, обусловливающих разработку природоохранных мероприятий и траты на них.

Современные способы утилизации помета включают помет в образовании компостов со стружками, опилом, корой, торфом и городскими отходами. При таком способе процесс гумификации и минерализации протекает медленно (от 6 мес. до 2 лет) из-за отсутствия ферментов, разлагающих лигнин. Эволюционно в желудочно-кишечном тракте птиц и, следовательно, в помете отсутствуют ферменты, разрушающие лигнин, что обусловлено, вероятно, кормами, используемыми птицами.

В естественных условиях разложение лигнинсодержащих веществ (древесины) происходит за счет ферментов грибов из класса базидиомицетов, например, таких как Fomitopsis pinicola. Однако экспериментально показано, что введение экстрактов базидиомицетов для активации процесса разложения лигнинсодержащих веществ не имело положительного эффекта. Причина неудачного эксперимента в том, что древесная ткань, состоящая из клеток, «сцементированных» пектином, не доступна для ферментов, пока он не лизирован пектиназой. Пектиназу выделяют другие организмы, например бактерии (Bacillus subtillis).

Для активной минерализации древесных компонентов компоста следует создать комплекс специфических микроорганизмов, участвующих в лизисе ткани, оболочки клеток, содержимого клеток. Последовательность этих процессов определяет длительность (до 2 лет) и степень «созревания» помета. За этот период из помета исчезнет органика, не иммобилизованная почвенными микроорганизмами, или со снежными и дождевыми осадками мигрирует в грунтовые воды, из них — в поверхностные, вызывая эвтрофикацию последних. Улетучится из помета аммиак — органическое вещество, необходимое для микробиоты любой агроэкосистемы.

Минеральные вещества, присутствующие в помете в форме растворимых соединений, также мигрируют в почвенные горизонты. Поэтому для сохранения полезных веществ помета (все вещества помета необходимы для биоты почвы) следует вводить в компост комплекс микроорганизмов, иммобилизующих органические и минеральные компоненты помета. Для активации процесса разложения древесных компонентов компоста необходимо внести специфические ферменты. Однако известно, что срок хранения ферментов даже при соответствующих условиях ограничен (6–24 суток).

Экспериментально показано, что полученный субстрат в результате компостирования помета с наполнениями из древесных отходов содержал 35 % органики и 17 % минеральных веществ. Вероятно, такое количество веществ в таком компосте осталось от разложения древесных компонентов, а не от помета.

При компостировании помета с подстилкой, с гашеной известью, гипсом и Оксизином в закрытом бурте полиэтиленовой пленкой, исчезновение запаха наблюдалось в течение первых 4–8 часов, созревание компоста заканчивалось через 7–10 дней.

Естественно, внесение извести, гипса и Оксизина нормализует кислотность буртового раствора, способствует развитию биоты почвы, усиливает процессы минерализации органики. Для аэробного протекания процесса ферментации необходимо еще обеспечить кислородом все слои бурта путем рыхления, перемешивания. В итоге, данная технология ведет к достаточно энергозатратному приему утилизации помета.

Полученную смесь помета с подстилкой, известью, гипсом и с ферментом экономично и экологично перенести в почвенные условия, где процессы минерализации в почвенной экосистеме протекают более длительно и имеют экологический эффект. Включение свежего помета непосредственно в почвенные процессы сдерживают из-за возможного присутствия в нем патогенных форм бактерий. Поэтому для безопасности подвергают помет термической обработке. Сухой остаток используют как органическое удобрение. Термическая сушка — это многостадийная обработка: отделение жидкости (центрифугирование, фильтрация, отжим, выпаривание) и распыление. При данном способе под действием температуры происходит инактивация присутствующих в помете ферментов и гибель микроорганизмов, их продуцирующих. В этом случае помет теряет полезные качества активатора биохимических процессов в почве.

Одним из перспективных направлений утилизации помета считают вермикомпостирование. Данная технология разработана с коровьим навозом, который морфологически, физико-химически отличается от помета. Экспериментально в лабораторных условиях проведенное с пометом вермикомпостирование технологически требует доработки.

Помет с повышенной влажностью (88–96 %) используют в аэробных условиях в биоэнергетических установках для получения биогаза и жидкого удобрения. Высокая стоимость сушки и затраты топливно-энергетических ресурсов не позволяют применять данный способ для переработки помета.

К великому удивлению, имеет место такой способ утилизации помета, как сжигание для получения тепловой и электроэнергии. Зафиксированы негативные реакции на продукты сгорания помета людей из территорий, расположенных около птицефабрики и снижение яйценоскости кур на 20–25 % на птицефабрике.

Микробиологическими исследованиями независимо от технологии особенностей содержания птицы в пробах помещения обнаружены различные энтеро-патогенные серотипы кишечной палочки, сальмонеллы. Эти микроорганизмы свидетельствуют об эпизоотической опасности помета и необходимости термической его обработки при использовании в качестве удобрения. Однако токсико-биологическими исследованиями не выявлено патологических изменений у лабораторных животных. Свежий помет кур не оказывает ингибирующего влияния на функциональные показатели лабораторных животных.

Увеличение заболеваний кампилобактериозом послужило мониторинговому исследованию обсеменения кампилобактериями продуктов птицеводства. В 75 % случаях опытов выделены бактерии на продуктах, находящихся в торговле. В эксперименте и в почвенных условиях показано, что выживаемость патогенных типов кишечной палочки не превышает 40 суток. Кишечная палочка на растительности E. coli встречается редко, быстро исчезает после загрязнения.

Проведенные экспериментальные исследования выявили, что группы кишечной палочки после загрязнения в процессе самоочищения почвы исчезали в течение одного вегетационного периода. Быстрота вымирания бактерий зависит от интенсивности загрязнения почвенного слоя, свойств почвы, погодных условий и от кислотности (при увеличении кислотности почвы быстро исчезают).

Кишечная палочка имеет низкую экологическую валентность, стенобиот (недаром называют «кишечная палочка»), базофил, в почвенных условиях аллохтон. Поэтому в условиях почвы с кислой реакцией быстро погибает. С внесением свежего помета в почву не должно происходить размножение бактерий из-за антагонизма почвенных микроорганизмов. В связи с этим помет относят к 3-му уровню опасности.

Известно, что коэффициент биоконверсии зерна в птицеводстве составляют не более 15 %, непереваренная органическая часть корма переходит в помет птицы до 75 %. Минеральных веществ в зерне около 5–7 % от веса зерна. Показано, что при сжигании помета выход золы составляет 10–15 % от количества исходного помета, или около 5–7 %.

Отношение к помету как отходу птицеводства, который следует любыми способами ликвидировать, в лучшем случае превратить в тепло, превращает птицепроизводство в дотационное даже при наличии земельных угодий. Отсутствие знаний естественных законов устойчивости экосистем, особенно агроэкосистем, приводит птицеводство в тупиковое состояние.

Выход из сложившихся условий развития птицеводства ученые видят в корпорации, как одного из факторов решения экологических проблем в птицеводстве. Производство мяса птицы зависит на 70 % от зерновых. Долгосрочное использование минеральных удобрений приводит к снижению плодородия почв из-за усиленной минерализации гумуса — одного из главных компонентов почвы. Корпорация предприятий в сельском хозяйстве птицеводства и растениеводства даст развитие обеим отраслям.

Применение птичьего помета после сушки (СПП) как органического удобрения повысило урожайность картофеля более чем в 10 раз, ячменя и овса — на 3–10 ц/га, однолетних трав — на 6–10 ц/га, свеклы и моркови — до 600 ц/га.

Если отрасли сельского хозяйства не придут к корпоративному союзу, то следует законодательно создать это содружество. Примером для этого может послужить датское законодательство. Датское законодательство по охране окружающей среды требует соблюдения гармоничного соотношения между поголовьем скота и размерами земельной площади, способной утилизировать образующийся навоз. Животноводство является основным источником дохода в сельском хозяйстве, приносящем 77 % от всей совокупности сельскохозяйственных доходов в Дании.

Из данного краткого аналитического обзора следует, что современные технологии утилизации птичьего помета не отвечают экосистемному подходу рационального ведения аграрного производства. Поиск экологичных, а значит, экономичных способов утилизации птичьего помета, следует вести на основании экологических знаний взаимосвязей компонентов в агроэкосистеме.

О. П. Неверова, Г. В. Зуева, Т. В. Сарапулова
Аграрный вестник Урала № 8 (126), 2014 г.
Дата публикации: 24-09-2015, 21:39 Раздел: Промышленные отходы Просмотров: 1 000 Комментариев: 0
Распечатать

Пожалуйста, оставьте отзыв через ВКонтакте:

Или через сайт:

Вопрос: Как называются отходы из стекла (стекло**ра)?

Введите ответ на вопрос против спам-ботов и оставьте текст отзыва ниже
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Ваше мнение
Поддерживаете ли Вы раздельный сбор мусора

 
 
Новые материалы
События